浅析高效浓缩池上清液浊度超标原因及对策

浅析高效浓缩池上清液浊度超标原因及对策

陈硕硕

中石化金陵分公司，南京 210033

摘要：本文主要分析了中石化某公司排泥水回收装置高效浓缩单元运行中上清液浊度超标原因及对应处理措施，为排泥水回收装置平稳长周期运行提供有益的参考。

关键词：排泥水 上清液 浊度 超标 对策

1排泥水回收装置简介

1.1二水源是公司取水口，位于公司北面长江边，设计总供水能力为1.0万m³/h，由一级泵房抽吸长江原水将高浊度原水送至沉淀池，通过自然沉淀和混凝沉淀，使出水水质达到滤前水标准，沉淀池上部产出清水汇集至清水池，由二级泵房加压输送到全厂管网系统。而沉淀池下部排出泥水由排泥水回收装置进行处理回收，以达到新鲜水处理零排放目标，经处理后污泥脱水含固率高于40%，污泥运出做建材用，上清液做为循环水场补水。排泥水回收装置工艺流程见图1-1。

混凝剂

PAM制备

循环水场

上清液回用

沉淀池排泥水

收集池

提升池

高效浓缩池

PAM制备

分离液

污泥汽车运出

板框压滤单元

平衡池

图1-1 排泥水回收装置工艺流程

1.2高效浓缩单元简介

高效污泥浓缩池是排泥水回收装置最重要的单元，它是将排泥水加药沉淀浓缩，决定着泥水分离的效果。处理量为4200m³/天，因此设置1套有2条处理线共250m³/h处理量的高效浓缩池，设计正常流量175m³/h。高效浓缩池是在一个紧凑单元内包括了混凝、絮凝、斜管沉淀以及污泥浓缩工艺处理过程；水流在中心配泥区经过隔离闸板阀进行分配；进入混凝阶段与混凝剂混合；絮凝阶段从混凝池上部出水口进入絮凝池，在高分子絮凝剂作用下增大致密絮凝物；沉淀阶段从絮凝池上部进入斜管沉淀；斜管长1.5 m、内径80mm，它的安装倾度和水平方向呈60度，泥水在斜管中沉淀实现泥水分离，上部产出清水（即为上清液）回用，作为循环水场补水，下部污泥通过刮泥机收集浓缩。高效浓缩池单元工艺设计参数见下表1-1。

2上清液浊度超标原因

2.1 超负荷运行

排泥水回收装置进水悬浮物指标超过设计负荷，即大于5000 mg/L。需要说明的是装置现场仪表测量的是进水浊度，将长江原水浊度与悬浮物指标用线性直线拟合SS=KCo, 在不同季节，原水中杂质性质有差异，K值约在1.1-1.3之间（春、冬季SS=1.08Co，夏季SS=1.15，秋季SS=1.3Co）^【1】。通过对2021年全年高效浓缩池进水浊度超标情况分析（见图2-1），发现夏秋季进水浊度超标时间占比达80%以上，同时为装置安全平稳运行考虑，本装置K取最大值1.3,即浊度测量值超过3850NTU时为超负荷运行。其根本原因是由于设计分析阶段采集水源水样未能涵盖三种特殊情况。

第一种情况是二水源沉淀池切换运行时，对停运的沉淀池进行清洗，此时会有大量运行中沉淀下来的泥沙被排出，进入排泥水装置，造成进水浊度超过设计负荷3850NTU，给装置长周期运行带来危害。

第二种情况是二水源沉淀池未按时进行反洗排污，致使积聚泥沙过多，此时再进行排泥，其对装置平稳运行造成的影响同第一种情况相同。

第三种情况是夏秋季长江流域降雨量很大，长江源水泥沙含量和浊度达到一年中高峰期，浊度在500-1000NTU，而其余时间基本为30-60NTU。此时会导致高效浓缩池进水浊度超出设计范围（见图2-1），危害装置长周期运行，严重时甚至引发管道堵塞，提升池、高效浓缩池等泥沙大量淤积，致使装置停工。

图2-1

2.2 混凝剂、絮凝剂投加量不足

该装置初始设计时加药程序即为依据高效浓缩池进水流量大小自动调整混凝剂、絮凝剂的投加量，未考虑到根据进水浊度高低来调节药剂的投加量，而进水流量（110-135m³/h）波动很小。而排泥水的沉降特性与其初始含固率密切相关，含固率较低时沉降速度快，随着含固率的升高则沉降速度变慢。絮凝剂的加入虽然无法从根本上影响排泥水的沉降变化规律，但投加PAM能显著提高污泥的沉降速率，缩短污泥压密时间，提高压密点处污泥的含固率，进而达到缩小浓缩池体积和满足脱水机械进料要求的双重效果

^【2】。因此仅按进水流量调整加药量，在确定的时间内，含固率较高的排泥水无法达到最佳沉降效果。

2.3 斜管故障

对于斜管沉淀来说，投影面积和镜向面积之间的比值至关重要。斜管位置若发生偏移，尤其是装置持续处于高负荷运行工况下，污泥及水藻会附着堆积在斜管表面，使得斜管超过负荷，引起斜管坍塌、倾斜角度改变，镜向水流速度改变，造成沉淀效果差。斜管破损造成水短路，高效浓缩池沉淀区底部高浊度泥水由于沉降时间缩短将沿着斜管缝隙流出，到达出水槽与上层清液混合，从而导致上清液浊度超标。

2.4 设备故障

高效浓缩池内设备主要有刮板刮泥机、搅拌器、减速机、螺杆泵等。其设备常见故障有：搅拌器故障、池底刮泥板断裂或脱落、减速机故障、螺杆泵管路堵塞等

搅拌器：长时间运行或泥沙堆积，桨叶角度偏差甚至脱落，造成混凝、絮凝效果不佳；

刮泥机：刮泥机润滑不到位，高效浓缩池沉淀区积沙过多或异物卡住刮板，增大刮泥机运行扭矩，长时间运行后造成刮板变形，蜗杆变形，次齿轮错位，主次齿轮不在同一平面，链条脱落；

排泥螺杆泵：吸入管路堵塞或漏气、电动机反转、介质粘度过大、螺杆与泵套严重摩擦等故障，无法正常排泥，底部淤泥堆积改变沉淀区部分水利条件，池内流速加快，沉淀时间减少，导致沉淀效果变差，上清液浊度超标。

3 上清液浊度超标处理措施

3. 1. 优化排泥调控及反洗操作

首先根据长江水浊度与高效浓缩池进水浊度，合理安排二水源在运沉淀池的间数和排泥次数，调控确保沉淀池镜向水流速度保持在12.6 m³/h左右（此速度下沉淀效果良好），以保证高效浓缩池进水浊度在设计负荷范围内。当二水源沉淀池切换运行，对停用沉淀池进行清洗时，可加大清洗水用量，同时合理增加二水源在运沉淀池的排泥次数，达到稀释排泥水浊度的目的，保证高效浓缩池进水浊度不超指标。当沉淀池未按时反洗排污，以及夏秋季长江水浊度处于高位时，合理增加二水源沉淀池的排泥频率，从而降低高效浓缩池进水浊度指标。

若出现高效浓缩池进水超负荷情况，要综合考虑二水源产出排泥水量的大小和浊度的高低，及时采取如下措施：降低高效浓缩池处理量，提高混凝剂、絮凝剂投加量，加大高效浓缩池排泥频率或强制排泥，降低高效浓缩池排泥含固率，加大旁滤器反洗频率。

3.2设置以浊度大小自控药剂投加

排泥水回收装置日常处理量基本维持在110-135t/h，此处理量波动很小，但浊度会随着季节性如汛期变化而变化，因此将由原来的根据流量调控加药量变更为根据来水浊度变化调控药剂投加量。通过不断试验，摸索出药剂投加量随浊度变化的规律，见下图3-1。同时操作人员要结合现场絮凝沉淀状况，可及时调控药剂的配置浓度及投加量。

在设置浊度调控系统时，设置恰当高低浊度报警值，增设浊度高低报警，提前预警，增加操作人员的反应时间，确保药剂投加量足、反应及时。

在这里，药剂配置浓度的均衡也是影响药剂投加不足的因素之一，有的操作人员会用简单稀释放水来弥补本班药剂箱（罐）液位低下不够的窘迫。我们因此规定两个加药罐一用一备，即两罐配好药，一罐用完再用另一罐，白班配药剂，便于检查监督。

图3-1 加药量随高效浓缩池进水浊度变化曲线

3.3排除斜管故障

根据近几年来收集到的高效浓缩池检修情况汇总，斜管故障主要集中在：一是安装倾度变小或倒塌；二是斜管破损。而这两者都归集是由于大量沉淀物—淤泥、水藻（缺氧环境时生长）沾附所致。淤泥沾附是因为清洗不够及时。

定期清理或视来水水质变化变动清洗周期，是消除淤泥、水藻沾附的关键措施。同时在利用检修期间，将斜管上下部采用压条固定，可有效防止塌陷、倾斜；检查斜管安装倾度，确保倾度与水平方向呈60°，60°的倾度可以保证沉淀在斜管上的污泥可顺利地滑向底部而不至于淤积，能得到较大的有效沉淀面积；对破损的斜管及时更换，避免水流短路。

为了更准确确定沉淀区清理周期，我们设置一可拆卸斜管，便于定期拆卸打捞出水面人工检查淤泥、水藻沾附情况。

3.4确保设备完好运行

池底刮泥板断裂或脱落只需通过观测池面有大气泡或有黑色淤泥漂浮即可断定，也可通过刮泥机转轴运行声音等判定，一旦发现类似现象即要放空高效浓缩池，检修刮泥机刮板；

螺杆泵管路堵塞，可通过泵出口压力判断，当出现堵塞，可利用反洗管线吹扫疏通，或及时安排池子清洗。

定期检查调整搅拌器桨叶角度；事先准备好备品备件，当电动机、减速机等故障可及时检修恢复运行。

4 结论

通过分析排泥水回收装置高效浓缩池单元运行中出现上清液浊度超标的故障原因，并通过采取对应措施，上清液浊度得到了有效稳定控制。通过2020年与2021年6-11月份浊度对比（见表4-1），可以发现浊度指标有了明显的下降。并且浊度超标的情况明显减少，有力确保供水水质的稳定达标。

参考文献

[1]包卫彬,张怡,张玉先,张硕. 长江水源净水厂排泥水特性研究[J]. 给水排水,2010,46(08):24-27.

[2]贺俊兰. 影响给水厂污泥处理若干因素探讨[A]. 中国环境保护产业协会水污染治理委员会、常州国家高新技术产业开发区管理委员会.'2001中国水污染治理行业发展论坛论文集[C].中国环境保护产业协会水污染治理委员会、常州国家高新技术产业开发区管理委员会:,2001:9.

姓名：陈硕硕（1993.11--）；性别：男；籍贯：江苏省连云港；民族：汉族；学历：本科，毕业于常州大学；现有职称：助理工程师；研究方向：工业水处理；

单位及邮编：中国石化股份有限公司金陵分公司210033；（单位信息是刊登书上得，必填）

单位所在地：南京市栖霞区